3、1 mol单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,联结AC两点的曲线III的方程为P = P0 V2 / V20,A点的温度为T0。
(1)试以T0,R表示I、II、III过程中气体吸收的热量。 (2)求此循环的效率。
(提示:循环效率的定义式η= 1– Q2 / Q1, Q1循环中气体吸收的热量,Q2为循环中气体放出的热量)。
气 体 动 理 论 (一)
一、选择题:
1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1
和P2,则两者的大小关系是:
(A) P1 > P2 (B) P1 < P2
(C) P1 = P2 (D) 不确定的。 [ ]
2、若理想气体的体积为V,压强为P,温度为T,一个分子的质量为m,k为玻耳兹曼常量,
R为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为: (A) PV / m 。 (B) PV/(KT)。
(C) PV / (RT)。 (D) PV/(mT)。 [ ]
3、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一边装有0.1kg
某一温度的氢气,为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应装入同一温度的氧气质量为: [ ] (A) 1 / 16 kg (B) 0.8 kg (C) 1.6 kg (D) 3.2 kg
4、在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态,A种气体的分子数密度
为n1,它产生的压强为P1,B种气体的分子数密度为2 n1,C种气体的分子数密度为3 n1,则混合气体的压强P为
(A) 3 P1 (B) 4 P1
(C) 5 P1 (D) 6 P1 [ ]
5、一定量某理想气体按PV2 = 恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体温度
(A) 将升高 (B) 将降低
(C) 不变 (D)升高还是降低,不能确定 [ ] 6、如图所示,两个大小不同的容器用均匀的细管相连,管中有一水银滴作活塞,大容器装
有氧气,小容器装有氢气,当温度相同时,水银滴静止于细管中央,试问此时这两种气体的密度哪个大?
(A)氧气的密度大。 (B)氢气的密度大。
(C)密度一样大。 (D)无法判断。 [ ]
H2 O2
一、填空题:
1、对一定质量的理想气体进行等温压缩,若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×
1024,当压强升高到初值的两倍时,每立方米体积内气体分子数应为 。 2、在推导理想气体压强公式中,体现统计意义的两条假设是:
(1) ; (2) 。
3、某理想气体在温度为27℃和压强为1.0×10-2 atm情况下,密度为11.3 g / m3,则这气体
-1-1
的摩尔质量M mol = 。(摩尔气体常量R = 8.31 J·mol·K)
4、在定压下加热一定量的理想气体,若使其温度升高1K时,它的体积增加了0.005倍,则
气体原来的温度是 。
5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程。
(1) p d V = (M / Mmol) R d T表示 过程。 (2) V d p = (M / Mmol) R d T表示 过程。 (3) p d V + V d p = 0 表示 过程。
6、氢分子的质量3.3×10 –24 g,如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45°角
的方向以105 cm·s-1的速率撞击在2.0 cm 2 面积上(碰撞是完全弹性的),则此氢气的压强为 。
7、一气体分子的质量可以根据该气体的定容比热容来计算,氩气的定容比热容Cv = 0.314
kJ·kg-1·K-1,则氩原子的质量m = 。(1 k c a l = 4.18×103 J) 8、分子物理是研究 的学科,它
应用的基本方法是 方法。
9、解释下列分子运动论与热力学名词:
(1) 状态参量: ;
(2) 微观量: ;
(3) 宏观量: ;
二、计算题:
1、黄绿光的波长是5000 ? (1 ? =10-10m),理想气体在标准状态下,以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子?(玻耳兹曼常量k = 1.38×10 -23J·K-1)
2、两个相同的容器装有氢气,以一细玻璃管相连通,管中用一滴水银作活塞,如图所示,当左边容器的温度为0℃,而右边容器的温度为20℃时,水银滴刚好在管的中央,试问,当左边容器温度由0℃增到5℃,而右边容器温度由20℃增到30℃时,水银滴是否会移动?如何移动?
3、假设地球大气层由同种分子构成,且充满整个空间,并设各处温度T相等。试根据玻璃尔兹曼分布律计算大气层分子的平均重力势能ε p。
(已知积分公式 Xn e -ax d x = n !/ an+1)
真空静电场(一)
一.选择题
1. 一均匀带电球面,电荷面密度为?,球面内电场强度处处为零,球面上面元dS的一个带电量为?dS的电荷元,在球面内各点产生的电场强度 [ ]
(A) 处处为零 (B)不一定都为零 (C)处处不为零 (D)无法判断
2. 设有一“无限大”均匀带负电荷的平面,取X轴垂直带电平面,坐标原点位于带电平面上,则其周围空间各点的电场强度E随距离平面的位置坐标X变化的关系曲线为(规定场强方向沿X轴方向为正,反之为负) [ ]
3. 下面列出的真空中静电场的场强公式,其中哪个是正确的? [ ] (A) 点电荷Q的电场: E??Q4??0r2
(B) 无限长均匀带电直线(线密度?)的电场: E????r 32??0r(C) 无限大均匀带电平面(面密度?)的电场:E??? 2?0??R2?r (D) 半径为R的均匀带电球面(面密度?)外的电场:E??0r34. 将一个试验电荷Q(正电荷)放在带有负电荷的大导体附近P点处,测得它所受的力为F。若考虑到电量Q不是足够小,则 [ ]
(A) F/Q比P点处原先的场强数值大 (B) F/Q比P点处原先的场强数值小 (C) F/Q与P处原先的场强数值相等
(D) F/Q与P处原先的场强数值关系无法确定。
??5. 根据高斯定理的数学表达式??E?dS?s?q可知下列各种说法中,正确的是 [ ]
?0(A) 闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强一定为零 (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时,闭合面上各点场强一定处处不为零 (C) 闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强不一定处处为零 (D) 闭合面上各点场强均为零时,闭合面内一定处处无电荷
6. 当带电球面上总的带电量不变,而电荷的分布作任意改变时,这些电荷在球心处产生的
?电场强度E和电势U将 [ ] ?(A)E不变,U不变; ?(C)E改变,U不变
?(B)E不变,U改变; ?(D) E改变,U也改变
7. 在匀强电场中,将一负电荷从A移至B,如图所示,则: [ ] (A) 电场力作正功,负电荷的电势能减少 (B) 电场力作正功,负电荷的电势能增加 (C) 电场力作负功,负电荷的电势能减少 (D) 电场力作负功,负电荷的电势能增加
8. 真空中平行放置两块大金属平板,板面积均为S,板间距离为d,(d远小于板面线度),板上分别带电量+Q和-Q,则两板间相互作用力为 [ ]
Q2Q2Q2Q2(A) (B) (C) (D) 22224??0d2?0S?0S?0Sk?5二.填空题
1 带有N个电子的一个油滴,其质量为m,电子的电量的大小为e,在重力场中由静止开始下落(重力加速度为g),下落中穿越一均匀电场区域,欲使油滴在该区域中匀速下落,则电场的方向为________________,大小为____________________。